ЗАДАЧА 11-1. В шести пронумерованных пробирках находятся: стирол (фенилэтен), фенилацетилен (фенилэтин), фенол, бензальдегид, бензойная кислота, гидрохинон. В качестве реагентов имеются: нитрат серебра, водный раствор аммиака, раствор хлорида железа, индикатор — лакмус. Представьте всю оптимальную последовательность проведения эксперимента. Напишите все необходимые реакции и условия их проведения.

Пробы берут отдельно, используя небольшие порции веществ. Последовательность позволяет сначала выявить кислоту, затем различить фенол и гидрохинон, после этого обнаружить альдегид и концевую тройную связь. Оставшееся вещество идентифицируют как стирол.

1. Добавляют лакмус к каждой пробе. Бензойная кислота окрашивает синий лакмус в красный. Остальные вещества в этих условиях такого изменения не дают.

   Для водного раствора: C₆H₅COOH + H₂O ⇌ C₆H₅COO⁻ + H₃O⁺.

2. К оставшимся пробам добавляют раствор FeCl₃. Фенол даёт характерное фиолетовое окрашивание вследствие образования окрашенного комплекса с Fe(III). Гидрохинон также реагирует с Fe(III), восстанавливая его до Fe(II) и окисляясь до хинона; наблюдают изменение окраски реагента. Поэтому это различение следует проводить на свежих порциях и по характеру результата, а не считать, что FeCl₃ даёт уникальную пробу только на фенол.

   Для гидрохинона: C₆H₄(OH)₂ + 2FeCl₃ → C₆H₄O₂ + 2FeCl₂ + 2HCl.

3. К свежим порциям оставшихся веществ добавляют аммиачный раствор AgNO₃ (реактив Толленса) и осторожно нагревают. Бензальдегид восстанавливает серебро, образуя «серебряное зеркало» или осадок серебра:

   C₆H₅CHO + 2[Ag(NH₃)₂]OH → C₆H₅COONH₄ + 2Ag↓ + 3NH₃ + H₂O.

   Гидрохинон тоже способен восстанавливать аммиачный раствор серебра, поэтому пробу Толленса проводят только после его предварительного выявления и исключения.

4. К оставшимся пробам добавляют аммиачный раствор AgNO₃. Фенилацетилен образует осадок ацетиленида серебра, поскольку содержит концевую группу ≡C–H:

   C₆H₅–C≡CH + [Ag(NH₃)₂]OH → C₆H₅–C≡CAg↓ + 2NH₃ + H₂O.

   Работать следует с малыми количествами: ацетилениды тяжёлых металлов могут быть взрывоопасны при высыхании.

5. Оставшаяся проба — стирол. Его можно подтвердить обесцвечиванием бромной воды, однако бром не входит в перечень имеющихся реагентов. Следовательно, с указанным набором реагентов стирол определяется только методом исключения.

Вывод: бензойную кислоту находят лакмусом; фенол и гидрохинон проверяют FeCl₃; бензальдегид — реактивом Толленса на свежей пробе; фенилацетилен — аммиачным AgNO₃; стирол остаётся последним. FeCl₃ и реактив Толленса не являются строго селективными к фенолу и бензальдегиду соответственно, поэтому критично учитывать порядок и использовать свежие порции.